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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.
C23C 16/44 (2006.01)
C23C 16/448 (2006.01)
C23C 16/52 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2006-0079201
2006년07월05일
(21) 출원번호 10-2006-7004379
(22) 출원일자 2006년03월02일
번역문 제출일자 2006년03월02일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2004/052063 (87) 국제공개번호 WO 2005/026401
국제출원일자 2004년09월07일 국제공개일자 2005년03월24일
(30) 우선권주장 10 2004 021 578.2
103 42 890.9
2004년05월03일
2003년09월17일
독일(DE)
독일(DE)
(71) 출원인 아익스트론 아게
독일 데-52072 아아첸 칵커트슈트라쎄 15-17
(72) 발명자 슈마헤 마르쿠스
독일 50171 케르펜 쿠니베르투스스트라세 42아
바우만 페테
독일 52072 아헨 델스트라세 34
린트네 조하너스
독일 52072 아헨-리히테리히 방케펠트스트라세 1
데슬레 마르크
독일 52074 아헨 슬로트펠데 빙클 21
(74) 대리인 황광현
심사청구 : 없음
(54) 불연속 주입을 이용한 층의 증착 방법 및 증착 장치
요약
본 발명은 공정챔버(2)내에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.상
기 층은 여러 성분으로 구성되고 절연성, 부동태성 또는 전도성을 갖는다. 이들 성분은 각 인젝터 유니트(5)를 이용하여 액
체상 출발물질(3) 또는 액체에 용해된 출발물질(3)을 불연속적으로 주입함으로서 온도제어형 증발챔버(4)에서 증발된다.
상기 증기는 캐리어 가스(7)에 의하여 공정챔버측으로 안내된다. 중요한 것은 각 인젝터 유니트(5)를 통한 질량유량의 시
간응답특성을 결정하는 주입허용압력, 주입빈도, 펄스/중지비율 및 다른 인젝터 유니트(5)의 펄스/중지에 대한 펄스/중지
의 위상관계와 같은 질량유량의 파라메타를 개별적으로 설정 또는 변화시키는 것이다. 공정챔버(2)의 압력이 100 mbar
이하이며, 공정챔버(2)가 온도제어되고, 다수의 연속층이 한 공정단계중에 기판(1)상에 증착된다.
대표도
공개특허 10-2006-0079201
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도 1
색인어
증착, 다중채널 인젝션 유니트, 질량유량계, 가스분배기
명세서
기술분야
본 발명은 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물 또는 프라세오디뮴 산화물과 같은 금속산화물 층을 증착하기 위한 분자선 에피
택시(MBE), 유기화학증착(MOCVD) 및 원자층 증착(ALD)과 같은 방법에 관한 것이다.
배경기술
MBE는 평면상 기판에 예를 들어 프라세오디뮴 산화물 층과 같은 고순도의 금속산화물 층을 증착할 수 있도록 한다. 다른
한편으로, 패턴화된 기판에서 엣지부분은 전체적으로 적합치 않다. 양호한 엣지부분은 고종횡비를 갖는 전자부품의 제조
에 요구된다. 대조적으로 MOCVD 나 ALD는 패턴화된 기판에 대한 증착시에 양호한 엣지부분이 형성될 수 있다. 액체상
또는 고체상 전구체에 기초하고 있는 통상적인 MOCVD 방법은 캐리어 가스에 의하여 액체상 전구체를 기체상으로 전환시
키기 위한 가열형 전구체 용기를 이용한다. 일반적으로 산화물질을 위한 대부분의 전구체(또는 이에 상응하는 희석용액)는
휘발성이 크고 화학적으로나 열적으로 불안정하며 이러한 조건하에서 변화하거나 분해되어 증착이 재현될 수 없다. 따라
서, 가열면에 직접 접촉시켜 이루어지는 소량의 전구체의 급격한 증발에 기초하는 여러 액체상 전구체 공급시스템이
MOCVD를 위하여 개발되었다. 이는 가열면에 증착물의 축적과 입자의 형성의 결과로 시간이 지남에 따라서 변화하는 증
발특성과 같은 결점을 수반한다. 이들 결점은 무접촉 증발이 일어나도록 가열된 공간에 액체상 전구체 또는 용액을 주기적
으로 주입함으로서 해소될 수 있다. 통상적인 MOCVD에 있어서, 불충분한 원자정도(atomic precision)는 예를 들어 나노
라미네이트의 증착에 문제를 일으킨다.
ALD는 단층의 연속증착을 위하여 교대로 이루어지는 자기제어방식의 화학반응에 기초한다. 각 반응제의 공급사이에 펌핑
사이클과 퍼징 사이클이 도입된다. 이는 표준형 MOCVD의 경우와 같이 출발물질이 기체상으로 혼합되지 않으므로 처리율
이 낮고 다중성분 산화물을 얻기 어렵도록 한다. 따라서, 특히, ALD 방법은 성장과정중 제자리에서 상이한 물질형태의 다
수의 금속산화물의 혼합물 사이에 기울기 같은 변화가 이루어지도록 하는 층을 형성하는데 이용될 수 없다. 이러한 결점은
예를 들어 본질적으로 높은 산소친화력을 갖는 물질(Si-계)의 바람직하지 않은 산화의 결과로서 퍼징 사이클중에 여러 물
질의 각 층 사이에 기생중간층이 형성되는 원인이 된다. 또한 ALD는 층두께에 따라서 비선형의 성장을 보인다. 더욱이, 소
수의 ALD 전구체만이 사용이 가능하며 예를 들어 염소계의 전구체를 사용할 때 증착필름에서 오염문제가 야기된다. 예를
들어 CMOS, DRAM 분야에서 전자장치의 계속적인 개발이 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 유전체로서 SiO2를 대신할
고-k 물질을 찾고 있다. 본 발명에서 매우 특별히 흥미가 가는 것으로서는 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물 또는 프라세오
디뮴이 있는 바, 이들 물질은 유전상수와 누설전류에 관련하여 탁월한 특성을 갖기 때문이다. 개선된 물질의 특성은 규소
를 첨가함으로서 열안정성을 개선하도록 이들 금속산화물을 라미네이팅하거나 혼합함으로서 얻을 수 있다. MBE-증착형
순수 Pr2O3 필름은 유전상수가 31 이고, 1.4 nm의 층두께와 1 V에서, 누설전류밀도는 5x10-9 A/㎠ 이다. 이러한 누설전
류밀도는 동일한 두께의 HfC2 또는 ZrO2 필름 보다 약 104 배가 낮다. 더욱이, 1000℃ 에서 상태를 조절한 후 전기적인 특
성이 안정되었다. 순수 HfO2, Al2O3 및 Pr2O3 와 같은 순수물질은 유전상수, 누설전류 및 열안정성에 관련한 조건을 동시
에 만족시키지 않는다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 공정챔버에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 방법에 관한 것으로, 이러한 층이 다수의
성분으로 구성되고, 절연성, 부동태성 또는 전도성이며, 이들 성분은 인젝터 유니트에 의하여 액체상 출발물질 또는 액체
에 용해된 출발물질을 불연속적으로 주입함으로서 온도제어형 증발챔버측으로 증발되고, 이러한 증기가 캐리어 가스에 의
하여 공정챔버로 공급된다. 더욱이, 본 발명은 공정챔버를 가지고 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키기
위한 장치에 관한 것으로, 이러한 층이 다수의 성분으로 구성되고, 절연성, 부동태성 또는 전도성이며, 이 장치가 온도제어
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형 증발챔버에 액체상 출발물질 또는 액체에 용해된 출발물질을 불연속적으로 주입하기 위한 하나의 성분에 대하여 각각
의 인젝터 유니트와, 캐리어 가스와 함께 출발물질의 증발에 의하여 얻은 증기를 공정챔버로 공급하기 위한 수단을 갖는
다.
이러한 형태의 방법과 이러한 형태의 장치는 특허문헌 DE 100 57 491로부터 알려져 있다. 이 장치는 액체상 출발물질 또
는 액체에 용해된 출발물질을 증발시키는데 사용된다. 에어로졸이 인젝터 유니트에 의하여 발생된다. 에어로졸의 방울입
자가 증발챔버에서 증발되며 이러한 증발에 요구된 열은 내부의 가스로부터 얻는다. 따라서, 증발은 표면접촉없이 이루어
진다. 적당한 출발물질이 특허문헌 DE 101 56 932 A1과 DE 101 14 956 A1에 기술된 화합물이다.
본 발명의 목적은 청구범위에 기술된 발명에 의하여 달성된다. 청구범위제1항 및 제17항은 실질적으로 주입허용압력, 주
입빈도, 펄스/중지비율 및 다른 인젝터 유니트의 펄스/중지에 대한 펄스/중지의 위상관계와 같이 각 인젝터 유니트를 통한
질량유량의 시간적 특성을 결정하는 질량유량 파라메타가 개별적으로 설정 또는 변화된다는 사실에 기초하고 있다. 공정
챔버는 진공챔버이다. 이러한 진공챔버의 압력은 100 mbar 이하이다. 공정챔버는 가열될 수 있다. 다수의 연속층이 단일
공정단계중에 기판상에 증착될 수 있다. 이들 층은 전도성 부동태성 또는 비전도성 층일 수 있다. 전도성 및 비전도성 층은
교대로 형성될 수 있다. 두 전도성 층 사이에는 높은 유전상수를 갖는 층이 증착되는 것이 좋다. 연속층의 증착은 실질적으
로 단순히 질량유량의 파라메타만을 변화시켜 이루어진다. 주입허용압력, 주입빈도 또는 펄스/중지 비율은 연속층의 증착
사이에서 중단됨이 없이 상이한 특성의 층이 다른 층의 상부에 직접 증착될 수 있도록 변화될 수 있다. 더욱이, 본 발명에
따른 장치와 본 발명에 따른 방법에 있어서, 그레이디언트 구조(gradient structure)의 증착이 가능하다. 이는 적어도 하나
의 층이 증착되는 동안에 질량유량 파라메타를 연속적으로 변화시켜 이루어진다. 따라서, 연속적으로 변화하는 층 조성이
수직방향으로 형성된다. 또한 이러한 방법은 증착된 두 층 사이의 연속적인 전이구조를 보이도록 하는데 이용될 수 있다.
만약 인젝터 유니트에 대한 출발물질의 질량유량이 질량유량측정에 의하여 결정되는 경우 유리하다. 질량유량은 주입빈
도, 펄스/중지 비율 또는 주입허용압력을 변화시켜 설정될 수 있다. 특히 적당한 출발물질은 특허문헌 DE 101 14 956과
DE 100 57 491 A1에서 언급된 금속, 특히, Al, Si, Pr, Ge, Ti, Hf, Y, La, Nb, Ta, Mo, Bi, Nd, Zr, Gd, Ba, Sr 이다. 상기
방법과 장치는 특히 나노라미네이트, 하이퍼스트럭처, 결정핵생성층, 산화물, 혼합산화물, 반도체층 또는 그레이디언트층
의 증착에 적합하다. 액체와 더불어, 출발물질로서 액체에 용해된 고체가 사용될 수 있다. 패시베이션층의 증착은 특히 규
소와 게르마늄을 동시에 첨가함으로서 수행된다. 또한 패시베이션층은 질화물을 포함한다. 산화물을 얻기 위하여 산소가
공급된다. 특히 프라세오디뮴 산화물, 스트론튬 탄탈산염 및 알루미늄 산화물 또는 란탄 산화물을 형성하는 것이 좋다. 전
도성의 층은 금속, 금속질화물 또는 규화물이다. 코팅될 표면은 수직구조물을 갖는다. 특허문헌 DE 101 56 932는 이러한
형태의 구조를 보이고 있다. 이들 수직구조물은 트렌치(trench)홈의 형태이고 이에 증발된 출발물질이 확산되어 이러한
수직구조물의 벽과 기부에 균일하게 증착된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 확산촉진 금속 또는 비금속 화합물(계면
활성제)이 부가적으로 주입된다. 기판홀더는 회전구동될 수 있다. 각 인젝터 유니트는 각각의 질량유량계를 갖는다. 다수
의 인젝터 유니트가 하나의 다중채널 인젝션 유니트에 결합될 수 있다. 각 다중채널 인젝션 유니트는 각각의 증발챔버를
갖는 것이 유리하다. 이들 각 증발챔버는 온도가 제어될 수 있다. 증발챔버와 공정챔버 사이의 파이프라인도 역시 온도제
어될 수 있다. 공정챔버내에는 샤워헤드 형태의 가스분배기가 배치된다. 샤워헤드 형태의 이러한 가스분배기는 기판의 상
부에 배치된다. 공정가스는 기판의 표면에 반응하여 층이 형성될 수 있도록 가스분배기의 하측에 배치된 개방부로부터 공
정챔버측으로 유출된다. 산소공급과 확산촉진제의 공급은 가스분배기측으로 직접 이루어진다. 장치는 전자제어장치를 갖
는다. 이러한 전자제어장치는 각 질량유량 파라메타를 설정하고 조절토록 사용된다.
본 발명의 구성에 따르면, 순수 산화물 또는 이들 금속산화물의 혼합물을 증착하는 것이 가능하다. 또한 도핑도 가능하다.
본 발명은 산업적인 규모로서 정밀하게 패턴화된 기판상에 양호한 재현가능성, 고도의 균일성 및 양호한 엣지부분을 갖는
예를 들어 프라세오디뮴 산화물, 하프늄 산화물 또는 알루미늄 산화물 층에 기초한 고순도의 다중성분 금속산화물을 적은
비용으로 증착시킬 수 있도록 하는 장치와 방법을 제공한다.
기체상태로 전환되도록 적어도 하나의 가열된 공간에 적어도 두개의 액체 또는 용해금속의 출발물질의 불연속적인 주입은
본 발명에 속한다. 이러한 본 발명은 예를 들어 프라세오디뮴 산화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물 또는 스트론튬 탄탈
산염 층에 기초하는 혼합된 금속산화물 또는 도핑된 금속산화물을 얻는데 이용된다. 이러한 독특한 방법은 예를 들어 프라
세오디뮴 전구체(또는 이에 상응하는 희석용액)와 같은 금속산화물 소오스물질의 무접촉 증발과 프라세오디뮴 산화물 층
의 재현가능한 무입자 증착이 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라, 주입속도 또는 펄스/중지 비율 및 상대측에 대한 위상관
계에 관하여 서로 독립적으로 설정될 수 있는 부가적인 액체상 전구체 인젝션 유니트를 통한 층형성중에 다른 급속산화물
의 혼합을 허용한다. 따라서, 이러한 방법은 각 소오스의 주기적인 주입으로 나노라미네이트의 형성을 허용하고 동시에 그
자리에서 첨가된 출발물질의 각 분량을 변화시킴으로서 그레이디언트 층의 형성을 허용한다. 기술적인 실행에 있어서, 이
는 각 주입빈도, 펄스/중지 비율 및 주입허용압력을 변화시켜 조절된다. 고종횡비(깊은 트렌치 또는 높은 스택과 같은)로
패턴화된 기판에 금속산화물 물질을 증착하기 위하여, 예를 들어, Bi, Sb, Te, Pb, Ag, I 와 같은 확산촉진 금속 또는 비금
속 화합물(계면활성제)이 부가적인 인젝션 유니트를 이용한 액체상 전구체의 주입을 통하여 공정에 불연속적으로 첨가될
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수 있다. 완전한 CMOS 트랜지스터 스택을 형성할 때, 실리콘 표면마감으로부터 출발하여 다른 게이트 유전체와 다른 게
이트 전극을 이용할 수 있다. 이와 같은 경우, 본 방법의 잇점은 예를 들어 전체 트랜지스터 스택이 기체상 조성물의 형장
변경을 통하여 한 공정순서에서 제조될 수 있다는 사실에 있는 것으로 고려될 수 있다. 예를 들어 게르마늄의 질화 또는 성
장과 같은 표면마감을 위한 출발물질의 주입으로부터 출발하여, 게이트 유전체를 위한 출발물질을 첨가하고 동시에 마감
층을 위한 질량유량을 감소시킴으로서, 기생 중간층의 형성없이 기판에 제1연속층을 형성할 수 있다. 증착공정중에 각 종
의 질량유량을 간단히 적용하여 동일한 과정이 게이트 유전체와 게이트 전극 사이의 경계층의 형성을 위하여 이용될 수 있
다. 특히, 여기에서, 게이트 전극을 위하여 사용된 전도성 규화물은 그 자리에서 규소의 혼합에 의하여 금속화합물로부터
형성될 수 있다. 따라서, 이러한 방법의 잇점은 높은 처리율, 다중성분의 산화물 및 전도성 물질의 증착가능성, 다수의 전
구체가 사용될 수 있는 점에서의 높은 다양성, 높은 원자정도의 증착, 나노라미네이트 및 하이퍼스트럭쳐의 생산, 결정핵
생성층 및 그레이디언트 층의 제어된 증착이다.
본 발명은 또한 공정챔버에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 방법에 관한 것으로, 층이 다수의
성분으로 구성되고, 각 성분은 기체 또는 액체상태로 공정챔버에 주입되는 출발물질을 가지며, 적어도 하나의 제1출발물
질이 불연속적으로, 특히 펄스방식으로 공정챔버에 공급되고, 적어도 하나의 제2출발물질이 연속적으로 공정챔버에 공급
된다. 제1출발물질은 상기 언급된 형태의 금속화합물일 수 있다. 연속적으로 공급되는 제2출발물질은 산소화합물일 수 있
다. 그리고 방법은 산화물 층을 증착시키는데 이용될 수 있다. 이러한 형태의 방법은 특히, HfO2 층, TaO5 층 또는 SiGe 층
을 증착하는데 이용될 수 있다. 공정챔버 또는 유동방향에서 보았을 때 공정챔버의 상류측에 배치된 증발챔버에 펄스방식
으로 첨가되는 출발물질은 액체이다. 이들 액체는 증발챔버내에서 상기 언급된 바와 같은 방법으로 증발될 수 있고 캐리어
가스에 의하여 가스분배기측으로 보내어질 수 있다. 또한 연속적으로 첨가되는 성분은 이러한 가스분배기에 주입될 수 있
다. 이러한 방법과 ALD 방법 또는 통상적인 CVD 방법 사이의 큰 차잇점은 하나의 성분이 펄스형태로 공급되고 다른 성분
이 연속적으로 공급되는 것이다. 연속적으로 공급되는 성분은 공정챔버 또는 기판상에 과잉상태로 존재한다. 펄스방식으
로 첨가되는 성분은 성장제한요소이다. 펄스의 중지중에, 표면은 그 자체가 특정한 방향으로 향할 수 있다. 표면의 이러한
배향은 제1성분이 과잉으로 존재하는 환경에서 일어난다. 펄스폭은 거의 하나의 단일층 또는 단 몇 개의 단일층이 펄스중
에 증착될 수 있도록 선택될 수 있다. 펄스방식으로 첨가되는 제1성분은 금속 또는 유기금속 전구체이다. 제2성분은 산소
성분이 좋다. 또한 펄스방식으로 첨가되는 MMP 출발물질을 이용하는 것이 좋다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 장치의 구성을 보인 설명도.
도 2는 전형적인 트렌치 구조를 보인 단면도.
실시예
본 발명의 장치는 다중채널 인젝션 유니트(6)를 통하여 액체 또는 용해된 금속의 출발물질을 불연속적으로 주입하여 단일
성분 또는 다중성분의 물질을 증착하는데 사용되며, 각 채널은 질량유량의 제어를 위하여 주입빈도, 인젝터 허용압력, 펄
스/중지 비율 및 상대측에 대한 위상관계에 관련하여 각각 설정될 수 있다. 이러한 장치는 특히 단일성분 및 다중성분의 산
화물(하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 스트론튬 탄탈산염, 프라세오디뮴 산화물 등), 금속, 금속산화물 및 전도성 반도체
화합물과 같은 라미네이트형 및 혼합형 상화물질 및 단일성분 또는 다중성분 전도성 물질의 증착을 위하여 사용된다. 이와
같은 경우, 상기 언급된 방법은 공정간의 중단없이 원자층 두께의 제어하에 그 자리에서 각 소오스의 질량유량제어를 통하
여 정밀패턴의 기판상에 패시베이션 층, 유전체 및 전극물질로 구성되는 복합층구조를 얻을 수 있도록 한다.
상세히 설명하면, 본 발명의 장치는 반응기챔버(14)를 구성하는 반응기를 갖는다. 이 반응기챔버(14)는 도시하지 않은 수
단에 의하여 진공장치(도시하지 않았음)에 연결된다. 반응기챔버내에는 히터(13)가 배치되어 있다. 기판(1)은 히터(13)상
에 배치된다. 기판(1)은 도 1에서 확대하여 도시되었다. 실제로, 이 기판은 회전구동되는 기판홀더상에 배치된다. 기판(1)
의 상부에는 샤워헤드형의 가스분배기(15)에 의하여 상부에서 경계를 이루는 공정챔버(2)가 배치된다.
공급라인(12)은 가스분배기(15)측으로 개방되어 있다. 증발된 출발물질(3)이 캐리어 가스(7)와 함께 이러한 공급라인(12)
을 통하여 가스분배기(15)측으로 주입된다. 더욱이, 공급라인(16)을 통하여 확산촉진 금속 또는 비금속화합물이 가스분배
기(15)측으로 공급될 수 있다. 상기 언급된 공급라인(12)은 온도제어형의 파이프연결수단일 수 있다. 이들은 증발챔버(4)
를 가스분배기(15)에 연결한다.
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예시된 실시형태에서는 총 3개의 증발챔버(4)가 도시되어 있다. 그러나, 이러한 증발챔버(4)의 수는 그 이상 또는 그 이하
일 수 있다. 이들 각 증발챔버(4)는 다중채널 인젝션 유니트(6)를 갖는다. 각 다중채널 인젝션 유니트(6)는 다수, 예시된 실
시형태에서는 4개의 인젝터 유니트(5)를 갖는다. 그러나, 이러한 인젝터 유니트(5)의 수는 그 이상 또는 그 이하일 수 있
다. 인젝터 유니트(5)는 각각 액체상 출발물질(3) 또는 액체에 용해된 출발물질(3)을 에어로졸 형태로 증발챔버(4)에 주입
하는데 이용될 수 있다. 각 인젝터 유니트(5)는 펄스방식으로 개폐되는 유출밸브를 갖는다. 펄스폭은 수 초에서 수 밀리초
사이에서 변화될 수 있다. 또한 펄스폭은 동일한 범위내에서 변화될 수 있다. 각 인젝터 유니트(5)는 제어장치(17)에 의하
여 개별적으로 작동된다. 질량유량 파라메타 펄스폭, 중지폭 및 펄스 주파수가 각각 제어될 수 있다. 각 인젝터 유니트(5)
를 통한 질량유량은 질량유량계(9)에 의하여 측정된다. 각 인젝터 유니트(5)를 위하여 각각 설정될 수 있는 주입허용압력
은 압력조절기(10)에 의하여 설정된다. 압력조절기(10)에 의하여 설정된 압력은 출발물질이 수용되어 있는 저장용기에 가
하여진다.
캐리어 가스(7)를 공급하기 위한 공급라인은 증발챔버(4) 측으로 개방되어 있다. 캐리어 가스(7)의 질량유량은 질량유량
계(8)에 의하여 설정된다.
본 발명의 장치는 도 2에서 확대하여 보인 바와 같은 정밀패턴의 기판을 코팅하는데 이용된다. 이러한 형태의 기판은 수직
구조, 특히 트랜치(19)를 갖는다. 각 트렌치(19)의 벽과 기부가 하나 이상의 층으로 코팅될 수 있다. 트렌치(19)의 기부에
서 층 두께 a 는 기판표면의 층 두께 b 와 거의 같아야 한다.
산업상 이용 가능성
이상으로 설명한 장치와 방법의 특별한 잇점은 부동태성, 전도성 및 비전도성 층이 하나의 장치내에서 기판상에 이러한 장
치의 개방없이 차례로 상측으로 직접 증착될 수 있다는 점인 것으로 고려된다.
이들 모든 특징(그 자체)은 본 발명에 속한다. 또한 첨부된 우선권주장서류(종래 특허출원의 사본)의 내용도 본 발명에 포
함되며 이들 서류의 특징이 결합될 수 있도록 본 발명의 청구범위에 포함된다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
공정챔버(2)에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 방법으로서, 이러한 층이 다수의 성분으로 구성
되고, 절연성, 부동태성 또는 전도성이며, 이들 성분이 인젝터 유니트(5)에 의하여 액체상 출발물질(3) 또는 액체에 용해된
출발물질(3)을 불연속적으로 주입함으로서 온도제어형 증발챔버(4)측으로 무접촉 증발되고, 이러한 증기가 캐리어 가스
(7)에 의하여 공정챔버로 공급되며, 주입허용압력이 압력조절기(10)에 의하여 설정되고, 질량유량이 질량유량계(9)에 의
하여 측정되는 공정챔버에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 방법에 있어서, 각 인젝터 유니트(5)
를 통한 질량유량의 시간적 특성(time profile)이 제어장치(17)를 이용하여 설정되고, 이를 위하여 질량유량 파라메타 주
입허용압력, 주입빈도, 펄스/중지비율 및 다른 인젝터 유니트(5)의 펄스/중지에 대한 각 인젝터 유니트(5)의 펄스/중지의
위상관계가 개별적으로 설정되거나 변화됨을 특징으로 하는 공정챔버에서 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증
착시키는 방법.
청구항 2.
제1항에 있어서, 공정챔버(2)의 압력이 100 mbar 보다 낮음을 특징으로 하는 방법.
청구항 3.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 공정챔버(2)가 온도제어됨을 특징으로 하는 방법.
공개특허 10-2006-0079201
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청구항 4.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 다수의 연속층이 공정단계중에 기판(1)상에 증착됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 5.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 질량유량 파라메타만이 연속층의 증착중에 변화됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 6.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 차례로 상측으로 증착되는 층 사이의 수직방향 또는 연속전이방향으로 연속적으로 변
화하는 층조성이 이루어질 수 있도록 적어도 하나의 층의 증착중에 질량유량 파라메타가 연속하여 변화함을 특징으로 하
는 방법.
청구항 7.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 출발물질이 금속, 특히, Al, Si, Pr, Ge, Ti, Zr, Hf, Y, La, Nb, Ta, Mo, Bi, Nd, Ba,
Sr 및/또는 Gd임을 특징으로 하는 방법.
청구항 8.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 나노라미네이트, 하이퍼스트럭처, 결정핵생성층, 산화물, 혼합산화물, 반도체층 및/또
는 그레이디언트층이 증착됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 9.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 산화물의 형성을 위하여 산소 또는 다른 산화제(18), 특히 하나 이상의 화학반응 산소
화합물이 공급됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 10.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 전도성 층을 증착하기 위하여 금속, 금속질화물 또는 규화물이 증착됨을 특징으로 하
는 방법.
청구항 11.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 패시베이션 층이 규소 또는 게르마늄을 동시에 첨가하여 형성되고/형성되거나 질화물
을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 12.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 프라세오디뮴 산화물, 스트론튬 탄탈산염, 알루미늄 산화물 및/또는 란탄 산화물이 형
성됨을 특징으로 하는 방법.
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청구항 13.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 코팅될 표면이 수직구조물, 특히 증발된 출발물질이 확산되어 이러한 수직구조물의
벽과 기부에 균일하게 증착되는 트렌치임을 특징으로 하는 방법.
청구항 14.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 예를 들어 Bi, Sb, Te, In, Ag, I 와 같은 확산촉진 금속 및/또는 비금속 화합물(계면활
성제)이 공정가스에 부가적으로 주입됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 15.
전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1출발물질이 특히 펄스방식으로 불연속적으로 공정챔버에 공급되
고, 적어도 하나의 제2출발물질이 연속적으로 공정챔버에 공급됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 16.
제15항에 있어서, 다수의 층이 차례로 상측으로 증착되고, 제2출발물질이 증착되는 두 층 사이의 성장중지중에도 연속적
으로 공정챔버에 공급됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 17.
제15항 또는 제16항에 있어서, 제2출발물질이 성장중지중에도 연속적으로 공급됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 18.
제15항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서, 하나의 펄스중 성장속도가 하나의 단일층 또는 수개의 단일층이 형성될 수 있
도록 펄스 주파수 및/또는 펄스중지시간이 선택됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 19.
제15항 내지 제18항의 어느 한 항에 있어서, 증착된 층의 표면이 펄스중지기간내에 스스로 배향토록 펄스 주파수와 펄스
중지시간이 선택됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 20.
적어도 하나의 기판상(1)에 적어도 하나의 층을 증착시키는 장치로서, 공정챔버(2)를 가지고, 층이 다수의 성분으로 구성
되며 절연성, 부동태성 또는 전도성이고, 장치가 각 성분 마다 액체상 출발물질(3) 또는 액체에 용해된 출발물질(3)을 온도
제어형 증발챔버(4)에 불연속적으로 주입하기 위한 인젝터 유니트(5)와, 출발물질(3)의 무접촉증발에 의하여 생성된 증기
를 캐리어 가스와 함께 공정챔버(2)로 공급하기 위한 수단(12)을 가지며, 주입허용압력이 압력조절기(10)에 의하여 설정
되고, 질량유량이 질량유량계(9)에 의하여 측정되는 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 장치에 있어
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서, 각 인젝터 유니트(5)를 통한 질량유량의 시간적 특성을 결정하는 질량유량 파라메타, 즉, 주입허용압력, 주입빈도, 펄
스/중지비율 및 다른 인젝터 유니트(5)의 펄스/중지에 대한 각 인젝터 유니트(5)의 펄스/중지의 위상관계를 개별적으로 제
어하기 위한 제어장치(17)를 포함함을 특징으로 하는 적어도 하나의 기판상에 적어도 하나의 층을 증착시키는 장치.
청구항 21.
제20항에 있어서, 공정챔버(2)가 진공챔버, 특히 히터(13)가 구비된 진공챔버임을 특징으로 하는 장치.
청구항 22.
제20항 또는 제21항에 있어서, 하나 이상의 기판을 수용하기 위한 기판홀더를 포함하고, 기판홀더가 회전구동됨을 특징으
로 하는 장치.
청구항 23.
제20항 내지 제22항의 어느 한 항에 있어서, 다수의 인젝터 유니트(5)가 다중채널 인젝션 유니트(6)에 결합됨을 특징으로
하는 장치.
청구항 24.
제20항 내지 제23항의 어느 한 항에 있어서, 다수의 다중채널 인젝션 유니트(6)를 포함하고, 각 다중채널 인젝션 유니트가
이에 결합되는 전용의 증발챔버(4)를 가짐을 특징으로 하는 장치.
청구항 25.
제20항 내지 제24항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 증발챔버(4)가 반응기챔버(14)에 연결되고, 이 반응기챔버가
온도제어형 공급라인(12)을 통하여 연결되는 공정챔버(2)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 26.
제20항 내지 제25항의 어느 한 항에 있어서, 반응기챔버(14)가 적어도 하나의 증발챔버(4)에 연결된 샤워헤드형의 가스분
배기(15)를 가짐을 특징으로 하는 장치.
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